双星是观测天文学的名词，当两颗恒星由地球上观察时，在视线的方向上非常接近，以致以肉眼看起来像是只有一颗恒星，但使用望远镜时就能分辨出来是一对的恒星。这种情形可以发生在一对联星，也就是有着交互的轨道，并且被彼此的引力束缚在一起；也可以是光学双星，这是两颗有这不同的距离，但恰巧在天空中相同的方向上被对准在一起。联星对恒星天文学家是很重要的，当知道它们的运动，就可以直接计算它们的质量和其它地恒星参数。 从1780年代开始，研究双星的专业和业余天文学家就透过望远镜的观测量双星之间的距离和角度，以量度每一对双星之间的相对运动。如果测量出的相对运动是一段轨道弧线，或者相对运动相较于这两颗恒星本身的一般自行是很小的值，就可以得到这两颗恒星没有相互的轨道运动。换言之，这一对就只是光学双星。虽然多颗的恒星系统的运动比联星更为复杂，但对聚星的研究也是用这种方法。

In observational astronomy, a double star is a pair of stars that appear close to each other in the sky as seen from Earth when viewed through an optical telescope.

This can happen either because the pair forms a binary star, i.e. a binary system of stars in mutual orbit, gravitationally bound to each other, or because it is an optical double, a chance alignment of two stars in the sky that lie at different distances. Binary stars are important to stellar astronomers as knowledge of their motions allows direct calculation of stellar mass and other stellar parameters.